CN106705728B - 一种蓄能型板式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄能型板式换热器，包括依次夹紧于夹紧板中的第一蓄能板、第二蓄能板和第三蓄能板，通过在第一蓄能板、第二蓄能板和第三蓄能板上设置肋片及通孔，实现热量的交换过程。本发明的蓄能型板式换热器，能够有效提高热交换的效率。

Description

一种蓄能型板式换热器
技术领域
本发明涉及蓄能装置，更具体地，涉及一种蓄能型板式换热器。
背景技术
能源问题是当今世界面临的重要问题之一，在经济发展的同时，也要兼顾国民生活品质的提升。对于煤炭、石油等不可再生资源日益枯竭的现状，开发利用新型可再生能源成为今后的发展趋势。调整能源利用结构，合理布局规划能源应用形式是当今设计师的着眼点。
相变材料作为一种拥有高蓄热密度的蓄能材料，通过添加膨胀石墨、纳米铜等强化传热材料，可以有效提高其导热系数，并且可以维持纯物质的相变温度。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，是将不同温度的两种或两种以上的流体间实现物料之间热量传递的节能设备，能够提高能源利用率。
板式换热器通过将热水提供的热量蓄存在相变材料中，冷水反向流经换热器将热量带走，实现能量的转移。但是传统板式换热器存在换热效率低的问题，且多余的能量不能及时利用，出现资源浪费的情况。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的能够有效提高热交换效率的蓄能型板式换热器。
根据本发明的一个方面，提供一种蓄能型板式换热器，其包括：依次夹紧于夹紧板内并相互连通的、封装有复合相变材料的第一蓄能板、第二蓄能板和第三蓄能板；所述第二蓄能板的板面上设置有肋片，所述肋片包括沿所述第二蓄能板板面四周突出且闭合的肋片边缘，所述肋片边缘内设置与肋片边缘具有间隙的V型第一肋片，所述第一肋片的下方以与所述第一肋片平行设置的与所述肋片边缘相连、且中间具有间隙的第二肋片，在所述板面上交替设置所述第一肋片和第二肋片以布满所述板面，所述第一肋片和第二肋片与肋片边缘具有相同的高度，且所述第二蓄能板的两个板面均设置有所述肋片。
通过对肋片结构的合理设计，有效的提高了热量交换的效率。
本申请提出的一种蓄能型板式换热器，其有益效果主要如下：
(1)第一肋片与肋片边缘间有空隙，第二肋片的中间具体间隙，具有如此结构的第一肋片与第二肋片交替设置，有效的增加了流体的流经路径，增大了流体与蓄能板的有效接触时间，提高了热交换效率；
(2)对肋片的高度、厚度、间距及夹角进行合理的调整，以增强流体与蓄能板的接触，进一步提高热交换效率；
(3)第一蓄能板、第二蓄能板和第三蓄能板对应设置通孔，便于流体的流动；
(4)蓄能板的外侧包覆保温壳体，达到保温隔热和二次固定的效果。
附图说明
图1为根据本发明实施例的一种蓄能型板式换热器的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的一种蓄能型板式换热器的第二蓄能板的结构示意图；
图3为根据本发明实施例的一种蓄能型板式换热器的第二蓄能板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，一种蓄能型板式换热器，包括夹紧板1以及夹紧板1内依次夹紧的第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6，并且第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6相互连通，以便于流体的流动。第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6内均封装有复合相变材料，以蓄积热量。
参见2所示，第二蓄能板5的板面上设置有肋片50。肋片50包括肋片边缘501、第一肋片502和第二肋片503。肋片边缘501沿第二蓄能板5的板面的四周突出，并形成闭合的环形。肋片边缘501使第二蓄能板5的板面具有突出的环状结构，便于第二蓄能板5与其他具有相同板面结构的蓄能板结合形成闭合空间。
参见图3所示，第一肋片502设置在第二蓄能板5的板面上，位于肋片边缘501内。第一肋片502呈V型，其夹角的范围为150°～170°。第一肋片502与肋片边缘501具有间隙。第一肋片502与肋片边缘501不相连，便于流体通过。
在第一肋片502的下方设置有第二肋片503。第二肋片503与第一肋片502的形状相同，且与第一肋片502平行设置。但是，第二肋片503的两端与肋片边缘501相连，第二肋片503为中间具有间隙的两段肋片组成，便于流体从第二肋片503的中间间隙通过。
流体从第一肋片502与肋片边缘501之间的间隙通过，流入到第二肋片503上，并由第二肋片503的中间间隙通过，向下流动。
在第二蓄能板5的板面上交替设置第一肋片502和第二肋片503，以布满第二蓄能板5的板面。在第二蓄能板5的板面上布满交替设置的第一肋片502和第二肋片503，使流体能够均匀、缓慢的通过第二蓄能板5的整个板面，与第二蓄能板5充分接触，以向第二蓄能板5释放/吸收热量，提高第二蓄能板5释放/吸收热量的效率。
第一肋片502、第二肋片503与肋片边缘501具有相同的高度。由于第一肋片502、第二肋片503与肋片边缘501具有相同的高度，便于肋片50与其他具有相同板面结构的蓄能板形成闭合空间时，流体只在第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501之间形成的流道内流动，而不会越过第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501的高度，在第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501之外的范围流动，以保证流体与第二蓄能板5的充分接触。
第二蓄能板5对称的两个板面上均对称设置有肋片50。第二蓄能板5的两个板面上均设置肋片50，使第二蓄能板5内封装的复合相变材料与流经肋片50的流体充分接触，便于蓄能板与流体间的热量交换，提高热量交换效率。
第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501的高度均为5mm～8mm。肋片50的高度范围设置在5mm～8mm，有利于第二蓄能板5与流体间的热量交换。
当肋片50的高度过高，第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501之间形成的流道过流断面截面积较大，流体的流动较快，不利于第二蓄能板5与流体的充分接触，降低了热量交换效率。
当肋片50的高度过低，第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501之间形成的流道过流断面截面积太小，使流体在流道内的流动过于缓慢，且流体阻力较大，影响换热效率，也同样会导致热量交换效率过低。
第一肋片502、第二肋片503和肋片边缘501的厚度为3mm～5mm。肋片50的厚度范围设置在3mm～5mm，避免肋片50太厚或太薄而产生的不良影响。
当肋片50太厚，肋片50占用的空间增大，流体与第二蓄能板5的接触时间减少，从而导致热量交换效率的降低。当肋片50太薄，使肋片50对具有一定流速的流体经过时产生的冲击力的耐受能力降低，影响其使用时间。
第一肋片502与第二肋片503之间的间距范围为2cm～3cm。第一肋片502与第二肋片503之间的间距太小，不仅减少了流体与第二蓄能板5之间的有效接触面积，也会增大流体流动的阻力，降低流体的流动速度，降低处理效率。当第一肋片502与第二肋片503之间的间距太大，第一肋片502与第二肋片503之间形成的流道过流断面截面积太大，流体的流动速度太快，降低了流体与第二蓄能板5之间的接触时间，造成资源的浪费，影响热量交换效率。
设置的第二蓄能板5至少有一块。根据所需处理的热量的大小、处理规模等因素，综合考虑设置第二蓄能板5的数量。第一蓄能板4和第三蓄能板6分别为一块，多块第二蓄能板5夹紧在第一蓄能板4和第三蓄能板6之间。
参见图1所示，第一蓄能板4和第三蓄能板6均有一个板面设置有与第二蓄能板5的肋片50相同结构的肋片，并且，第一蓄能板4和第三蓄能板6具有肋片结构的一面面向第二蓄能板5。
由于第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6依次夹紧于夹紧板1中，第一蓄能板4具有肋片的一面与第二蓄能板5的肋片50相夹紧，使第一蓄能板4与第二蓄能板5的肋片正相对，肋片之间形成流体流动的流道；第二蓄能板5的肋片50与第三蓄能板6具有肋片结构的一面相夹紧，使第二蓄能板5与第三蓄能板6的肋片正相对，肋片之间形成流体流动的流道。
第二蓄能板5的上端设有上部通孔5a，下端设有下部通孔5b。上部通孔5a和下部通孔5b均贯穿第二蓄能板5具有肋片结构的相对板面。
在第一蓄能板4的上端设置有第一通孔4a，第一通孔4a与上部通孔5a的位置相对应。当第一蓄能板4与第二蓄能板5相夹紧时，第一通孔4a与上部通孔5a形成通路。
第三蓄能板6的下端设置有第二通孔6a，第二通孔6a与下部通孔5b的位置相对应。当第二蓄能板5与第三蓄能板6相夹紧时，下部通孔5b与第二通孔6a形成通路。
当流体由第一通孔4a流入第一蓄能板4与第二蓄能板5之间的肋片形成的流道的同时，也会通过上部通孔5a流入第二蓄能板5与第二蓄能板5之间的肋片形成的流道或第二蓄能板5与第三蓄能板6之间的肋片形成的流道，流经第一蓄能板4与第二蓄能板5之间肋片形成的流道中的流体，由第二蓄能板5下端的下部通孔5b继续向后续蓄能板流动，并最终由第三蓄能板6下端的第二通孔6a流出，完成热量交换过程。
用于夹紧第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6的夹紧板1包括第一夹板1a和第二夹板1b。第一夹板1a位于第一蓄能板4没有肋片结构的一侧，第二夹板1b位于第三蓄能板6没有肋片结构的一侧。第一夹板1a上与第一通孔4a对应的位置设置有流体入口2，第二夹板1b上与第二通孔6a对应的位置设置有流体出口3。
进行热量交换的流体经流体入口2进入第一通孔4a，进而进入蓄能板进行热量交换；进行热量交换后的流体由第二通孔6a进入流体出口3，然后流出，完成整个热量交换过程。
第一夹板1a与第二夹板1b上均对应设置多个螺孔7，采用夹紧杆8穿过第一夹板1a与第二夹板1b上对应的螺孔7，以固定第一夹板1a与第二夹板1b。
在第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6的外侧还包覆有保温壳体9。保温壳体9的包覆面与第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6的板面垂直，以与夹紧板1一起将第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6完全包覆，以进一步加强第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6的保温隔热效果，同时，也起到二次固定的效果。
本发明的一种蓄能型板式换热器，包括依次夹紧于夹紧板1中的第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6，在第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6上对应设置肋片50，以及相连通的通孔，使进行换热的流体能够在第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6的肋片形成的流道中流动，以与第一蓄能板4、第二蓄能板5和第三蓄能板6充分接触，实现热量的交换。
通过对肋片50的结构的合理设计，有效的提高了热量交换的效率。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓄能型板式换热器，其特征在于，其包括：依次夹紧于夹紧板(1)内并相互连通的、封装有复合相变材料的第一蓄能板(4)、第二蓄能板(5)和第三蓄能板(6)；
所述第二蓄能板(5)的板面上设置有肋片(50)，所述肋片(50)包括沿所述第二蓄能板(5)板面四周突出且闭合的肋片边缘(501)，所述肋片边缘(501)内设置与肋片边缘(501)具有间隙的V型第一肋片(502)，所述第一肋片(502)的下方以与所述第一肋片(502)平行设置的与所述肋片边缘(501)相连、且中间具有间隙的第二肋片(503)，在所述板面上交替设置所述第一肋片(502)和第二肋片(503)以布满所述板面，所述第一肋片(502)和第二肋片(503)与肋片边缘(501)具有相同的高度，且所述第二蓄能板(5)的两个板面均设置有所述肋片(50)。
2.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第一肋片(502)呈V型，其夹角范围为150°～170°。
3.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述肋片(50)的厚度为3mm～5mm，高度为5mm～8mm。
4.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第一肋片(502)与第二肋片(503)之间的间距为2cm～3cm。
5.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：至少设置有一块所述第二蓄能板(5)。
6.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第一蓄能板(4)和第三蓄能板(6)均只有一个板面设置有所述肋片(50)，且所述第一蓄能板(4)和第三蓄能板(6)具有肋片(50)的板面面向所述第二蓄能板(5)。
7.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第二蓄能板(5)的上部设置贯穿所述第二蓄能板(5)的上部相对板面的上部通孔(5a)，所述第二蓄能板(5)的下部设置贯穿所述第二蓄能板(5)的下部相对板面的下部通孔(5b)。
8.如权利要求7的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第一蓄能板(4)的上端与所述上部通孔(5a)对应的位置设置有与所述上部通孔(5a)形成通路的第一通孔(4a)；所述第三蓄能板(6)的下端与所述下部通孔(5b)对应的位置设置有与所述下部通孔(5b)形成通路的第二通孔(6a)。
9.如权利要求8的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述夹紧板(1)包括第一夹板(1a)和第二夹板(1b)，所述第一夹板(1a)上与所述第一通孔(4a)对应的位置设置流体入口(2)；所述第二夹板(1b)上与所述第二通孔(6a)对应的位置设置流体出口(3)。
10.如权利要求1的一种蓄能型板式换热器，其特征在于：所述第一蓄能板(4)、第二蓄能板(5)和第三蓄能板(6)外侧还包覆有具保温隔热效能的保温壳体(9)。
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